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什么是点焊分流?
在点焊过程中,分流指的是未经过焊接区、不参与形成焊点的那部分电流。分流会导致焊点强度降低,影响焊接质量,尤其在高导电性材料(如轻合金)中,分流问题尤为突出。因此,理解和控制点焊分流是保证焊接质量的关键,特别是在汽车、航空和电子等精密行业的应用中。
点焊分流的影响因素
1.焊点距的影响
在连续点焊时,焊点间距越小,材料厚度越大,分流就越严重。如果焊接的是导电性能优良的材料,如铝合金或不锈钢,分流问题会更加明显。因此,合理选择焊点距至关重要。
2.焊接顺序的影响
在已经形成焊点的周围继续焊接时,分流比仅在一侧焊接时更大。这在汽车车身制造中尤为明显,多个焊点可能导致过多的分流,从而影响焊点的均匀性。
3.焊件表面状态的影响
焊接表面若处理不良,油污或氧化膜将增加接触电阻,使焊接区的总电阻增加,而分流电阻减小,导致更大的分流。对于焊接高精度要求的产品,如精密电阻焊接设备,保持表面洁净至关重要。
4.电极与工件非焊接区接触
电极若与工件的非焊接区接触,容易引起严重分流,甚至可能烧坏工件。这在生产过程中必须严格避免,尤其是在使用高端电阻焊控制器的精密焊接设备中,操作精度要求非常高。
5.焊件装配不良或过紧
焊接时如果工件装配过紧或不良,非焊接部位会过分紧密接触,从而引起较大分流,影响焊点的强度和一致性。
6.单面点焊的特点影响
在单面点焊中,由于分路阻抗通常小于焊接阻抗,因此分流量会大于焊接区域通过的电流,这种情况在厚板焊接中尤为常见,容易导致焊点质量不佳。
点焊分流的影响
1.焊点强度降低
分流直接影响焊点的强度,特别是在高强度需求的焊接场景,如汽车、机械制造中,分流过大会导致产品的结构强度不足,增加失效风险。
2.单面点焊产生局部过热和飞溅
由于分流,局部的电流集中在非焊接区域,导致过热和金属飞溅,不仅影响产品外观,还可能损坏精密零件。
如何消除或减少分流?
为了提高焊接质量并减少分流影响,以下措施至关重要:
1.选择合理的焊点距
在的使用过程中,确保焊点距离适当,可以有效减少分流,提升焊点的均匀性。
2.清理工件表面
严格清理焊件表面,去除油污和氧化膜,确保接触电阻稳定。对于使用铝合金等易氧化材料,表面处理的质量直接决定了焊点的可靠性。
3.合理的结构设计
优化焊件的结构设计,避免过多的非焊接区域紧密接触,减少不必要的分流,从而提高焊接效率和产品质量。
4.使用专用电极
对于开敞结构的焊件,选用专用电极和电极握杆,以确保焊接区域的电流集中,减少分流现象。
5.适当提高焊接电流
在连续点焊时,根据材料特性适当提高焊接电流。例如,对于不锈钢和耐热合金,焊接电流可增大5%~10%;对于铝合金,则可增大10%~20%。
6.单面多点焊时调节电流波形
使用调幅焊接电流波形可以有效分配电流,减少单面焊接时的分流现象,尤其在精密零部件的焊接中,该技术尤为重要。
结语
点焊分流是影响焊接质量的重要因素,尤其是在使用高导电性材料或精密焊接设备时,分流控制对焊点的强度和可靠性至关重要。通过优化焊接工艺、合理选择焊点距和焊接顺序,配合电阻焊控制器等高精度设备,分流问题可以得到有效控制,确保产品焊接质量达到行业标准。
一、低碳钢的点焊
低碳钢具有很好的点焊焊接性。由于碳的质量分数低[w(C)<0.25%],其电阻率和热导率适中,故不需要很大的焊接电流;塑性温度区宽,易获得所需的塑性变形,故不必使用很大的电极力;碳和其他合金元素含量低,无高熔点氧化物,一般不产生淬火组织或夹杂物; 结晶温度区间窄、高温强度低,热膨胀系数小,故焊点开裂倾向小。
所以低碳钢焊接窗口大,不需要复杂的焊接工艺。在较大范围内调节各焊接参数,容易获得满意的焊接质量。
二、镀锌钢板的点焊工艺
镀锌钢板可以分为电镀锌钢板和热浸镀锌钢板,电镀锌的镀层要比浸镀锌的镀层薄。镀层金属的熔点通常低于钢板,加热时先熔化的镀层金属使两板间的接触面扩大,电流密度减小。因此,焊镀锌钢板的焊接电流比无镀锌层低碳钢板增大约30%~50%,镀层越厚,越不均匀,所需电流越大;焊接时间也应增加25% ~50%,以使两焊件间的熔化锌层能均匀地挤于焊接区周围,可保持原有保护作用;由于所用焊接电流较大、焊接时间又较长,为了避免产生飞溅,在增加焊接电流和通电时间的同时也应增加电极力,这也有利于把熔化的镀层挤到焊接区周围,一般电极力应增加10% ~25%。
三、镀铝钢板的点焊工艺
镀铝钢板分为两种,一种是表面镀有一层厚20-25um的AL-Si合金的钢板,可耐640摄氏度的高温,以耐热为主;第二类是纯铝镀层,以耐蚀为主,是它的镀层厚度是第一类的2-3倍。点焊这两类镀铝钢板的时候都可以获得强度良好的焊点。
由于镀层的导电、导热性好,所以需要较大的焊接电流,且焊接耐蚀镀铝钢时,由于镀层厚,所需焊接热量高,故需要较大的焊接电流和较小的焊接压力,以增大焊接热量
四、铝合金的点焊工艺
铝合金点焊的焊接性比较差,尤其是热处理强化的铝合金,其原因如下:
1、因铝合金电阻率小、热导率大,故需使用强规范,焊接电流约为同等厚度低碳钢的4~5倍。需要使用大功率的焊机。
2、表面易过热,导致电极铜离子向纯铝包覆层扩散,引起电极与焊件相互粘结,电极磨损加剧,使熔核表面质量下降。
3、铝合金的塑性温度范围窄、线膨胀系数大,一定要采用较大的电极压力,才能避免熔核凝固时过大的内部拉应力而引起的裂纹。对裂纹倾向大的铝合金,还要加大锻压力的方法,让熔核凝固时有足够的塑性变形,减少拉应力,避免裂纹产生。
4、表面容易产生氧化膜,焊前一定要严格清理。
鉴于铝合金点焊有上述特点,所用的点焊机须具有如下特性:
1、能在短时间内提供大电流,电流上升速度快,设备功率大。
2、电流的波形可调,有缓升缓降。
3、压力曲线可编程,能提供阶梯形或马鞍形电极力。
4、机头的惯性和摩擦力小,电极的随动性好。
5、能精确控制焊接参数,且不受电网电压波动的影响。